Perfil da Comunidade Bacteriana de Fermentação de Uvas Traminette durante a Produção de Vinho utilizando Sequenciamento Metagenômico Amplicon

Summary

Aqui, apresentamos um protocolo para descrever a metagenômica amplicon para determinar a comunidade bacteriana de uvas Traminette, uvas em fermentação e vinho final.

Abstract

Os avanços na tecnologia de sequenciamento e o acesso relativamente fácil ao uso de ferramentas de bioinformática para traçar o perfil das estruturas da comunidade microbiana têm facilitado uma melhor compreensão dos micróbios cultiváveis e não cultiváveis em uvas e vinhos. Durante a fermentação industrial, micróbios, conhecidos e desconhecidos, são frequentemente responsáveis pelo desenvolvimento de produtos e dessabor. Portanto, o perfil das bactérias da uva ao vinho pode permitir uma fácil compreensão da dinâmica microbiana in situ . Neste estudo, as bactérias do mosto de uvas Traminette submetidas à fermentação, e o vinho final foi submetido à extração de DNA que resultou em 15 ng/μL a 87 ng/μL. O amplicon 16S da região hipervariável da região V4 foi sequenciado, bactérias relativamente abundantes constituídas pelos filos Proteobacteria, Actinobacteriota, Firmicutes, Bacteroidota, Fusobacteriota e seguidas pelos Verrucomicrobiota, Halobacterota, Desulfobacterota, Myxococcota e Acidobacteriota. Uma análise do diagrama de Venn das unidades taxonômicas operacionais únicas compartilhadas (OTU) revelou que 15 filos de bactérias eram comuns ao mosto de uva, ao estágio de fermentação e ao vinho final. Filos não relatados anteriormente foram detectados usando o sequenciamento do amplicon 16S, assim como gêneros como Enterobacteriaceae e Lactobacillaceae. Testou-se a variação no uso de nutrientes orgânicos no vinho e seu impacto sobre as bactérias; Tanque Traminette R contendo Fermaid O e Traminette L estimulado com Stimula Sauvignon blanc + Fermaid O. A diversidade alfa usando o teste de Kruskal-Wallis determinou o grau de equitabilidade. A diversidade beta indicou uma mudança nas bactérias no estágio de fermentação para os dois tratamentos, e as bactérias finais do vinho pareceram semelhantes. O estudo confirmou que o sequenciamento de amplicon 16S pode ser usado para monitorar as mudanças bacterianas durante a produção de vinho para apoiar a qualidade e melhor utilização das bactérias da uva durante a produção de vinho.

Introduction

A uva Traminette caracteriza-se pela produção de vinhos de qualidade superior, além de rendimento apreciável e resistência parcial a diversas infecções fúngicas ^1,2,3. A fermentação natural das uvas depende de microrganismos associados, ambiente de produção de vinho e vasos de fermentação ^4,5. Muitas vezes, muitas vinícolas dependem de leveduras e bactérias selvagens para fermentação, produção de álcool, ésteres, aroma e desenvolvimento de sabor⁶.

O objetivo deste es....

Protocol

1. Produção experimental de vinho

1. Obtenha uvas Traminnette do vinho Dynamis Estate em Jonesville, vinhedo da Carolina do Norte, destale e esmague para liberar o mosto em dois fermentadores abertos separados de 600 L e deixe em cascas por cerca de 4 dias com as tampas ligadas.
2. Perfure as tampas uma vez por dia para manter as peles molhadas e limitar a produção de ácido volátil (VA).
   OBS: A ideia é que muitos dos precursores aromáticos (monoterpenos) fiquem situados nas casca.......

Discussion

O protocolo de metagenômica começa a partir da amostragem do mosto de uva, e quando a levedura foi adicionada ao mosto, o vinho fermentador e amostras finais de vinho. Isso foi seguido pela extração de DNA duplicado que foi extraído com sucesso dessas amostras. As quantidades obtidas variaram em concentração de 15 ng/μL a 87 ng/μL. Isso mostra que o protocolo de extração de DNA é eficaz para estudos metagenômicos do vinho. Embora a qualidade do DNA em A260/A280 varie, isso pode ser atribuído a diferentes pa.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Agarose gel	Promega, Madison, WI USA	V3121	Electrophoresis
FastPrep DNA spinKit for soil	MP Biomedicals, Solon, OH USA	116560-200	DNA extraction
FastQC software	Babraham Institute, United Kingdom		Bioinformatics
Fermaid O	Scott Laboratory, Petaluma, CA USA		Fermentation
High-Fidelity PCR Master Mix	New England Biolabs, USA	F630S	Polymerase chain reaction for sequencing
NEBNext Ultra	New England Biolabs, USA	NEB #E7103	DNA Library Prep
NEBNext Ultra II DNA Library Prep Kit	Illumina, San Diego, CA  USA		DNA sequencing
NovaSeq Control Software (NVCS)	Illumina, San Diego, CA  USA		DNA sequencing
Novaseq6000 platform	Illumina, San Diego, CA  USA		DNA sequencing
QuiBit	Thermoscientific, Waltham, MA, USA		DNA quantification
Quickdrop spectrophotometer	Molecular device, San Jose, CA, USA		DNA quantification
Sodium Phosphate	Sigma Aldrich	342483	DNA extraction buffer
Stimula Sauvignon Blanc	Scott Laboratory, Petaluma, CA USA		Fermentation